123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

02_2-15 Technika pájení

Měkké pájení

Předmětem výzkumu je použitelnost diodových laserů k měkkému pájení. Nejprve byla provedena analýza pájecího procesu a výrobních požadavků na kvalitu, reprodukovatelnost a na dobu taktu. Do toho pak byly vneseny znalosti ze základních pokusů a z reálných pájecích zařízení. Podařilo se prokázat, že diodový laser může splnit požadavky výroby pro selektivně vybraná měkce pájená spojení.

Kromě monolitické výroby mikrotechnických prvků je možno měkké pájení použít i pro spojování. Bylo blíže popsáno měkké pájení pro spoje keramika-keramika, resp. keramika-kov. Podrobněji byly šetřeny pájkové systémy 86Sn-10Ag-4Ti a 91,8Sn-4Ag-4Ti-0,1Ga-0,1Ce. Byla popsána selektivní zařízení s multifunkčními chapadly, při čemž byly zohledněny požadavky vycházející z nasazení bezolovnatých měkkých pájek.

Bylo zkoumáno vytváření pájecích kapiček při použití různých pájecích past v systému cín-stříbro-měď. Ukázalo se, že Reflow-atmosféra má významný vliv na tvorbu pájecích kapiček. Plazmové ošetření pájky SnAg3,5 je podle jedné práce vhodná cesta pro odstranění oxidačních vrstviček. Přídavek vodíku do argonu pro plazma zvyšuje čisticí účinek. Bylo rovněž popsáno působení legovacích prvků stříbra, zinku, india, vizmutu, mědi a galia v základních cínových pájkách na jejich oblasti tavení a experimentálně bylo vyšetřeno ca 134 slitin.

Byl uveřejněn příspěvek k určování mechanických vlastností bezolovnatých měkkých pájek systému cín-stříbro. Byla diskutována i souvislost mezi pevností pájených spojů a stárnutím. Předmětem výzkumu byla vhodnost pájek systému cín-hliník jako náhrady za olovnaté pájky pro spojování elektrod. U pájek se jednalo o ZnAl6, ZnAl6Ga1, ZnAl3Mg3 a ZnAl4Ga3Mg3. Vyrobené pájecí dráty byly pro plánovaná použití příliš křehké. Snížení křehkosti lze očekávat pomocí přídavku dalších legovacích prvků.

Měkké pájení hořčíku bylo dosud spojeno s mnoha problémy pro nebezpečí koroze a pro dosavadní omezení na ojedinělé nízkolegované hořčíkové slitiny. Jeden referát se týká pokroku použitím ultrazvukového pájení základních materiálů AZ31, AZ91 a AM50 pájkami ze systému cín-hořčík-hliník. Pájený spoj nevykázal ve srovnání se základním materiálem žádnou zesílenou korozi.

Pokud není z důvodů špatné přístupnosti možná elektrická kontrola pájených míst, nabízí se pro kontrolu obrazové zpracování. I trend k miniaturizaci vede k přednostnímu využití metod obrazového zpracování.

Informuje se o zlepšeních na Reflow-pecích modelové řady Pyramax. V důsledku konstrukčních změn je zejména možné zlepšit údržbu zařízení a přístupnost ke komponentům a dále redukovat spotřebu dusíku.

Tvrdé pájení

Byly popsány pokusy pájecího nanášení diamantových zrn na ocelové substráty pomocí pájky CuTi15Sn10. Na základě krátké doby ohřevu se podařilo zabránit vytváření dilatačních titankarbidových vrstev. Místo toho se karbid titanu nachází ve formě vláken o velikosti ca 100 nm. Ty přispívají ke snížení mechanických pnutí v diamanty zpevněné nanesené vrstvě.

Příspěvek k vývoji nízkotavitelných hliníkových tvrdých pájek představuje výzkum vlivu obsahu zinku v pájkách systému hliník-křemík-měď-zinek. Byly stanoveny teploty tavení slitin s hmotnostním podílem zinku 10 až 30%. Vytváření fází se zjišťovalo metalograficky.

Další příspěvek informuje o novém způsobu beztavidlového tvrdého pájení hliníkových základních materiálů v otevřené atmosféře. Významnou charakteristikou procesu je nanášení tenkých vrstev galia na spojované plochy. Spojení se provádí slisováním dílů při teplotách od 400 do 550 oC a přidržením po dobu několika minut.

Byly popsány bezstříbrové tvrdé pájky pro pájení ocelových trubek na rámech kol a na kostrách nábytku, které se mohou zpracovávat na volné atmosféře konvenčními tavidly. Jedná se o slitiny 70Cu-20Zn-10Mn a 54Cu-35Zn-6Ni-4MN-1Si. Pevnosti v tahu a na únavu spojových míst se pro sledovaná použití jevily jako vyhovující. Slitina 54Cu-35Zn-6Ni-4Mn-1Si se jevila jako lepší pro příznivější mechanické vlastnosti a lepší vhodnost pro automatizované pájecí procesy.

Byla popsána nová generace svařovacích strojů pro svařování, ale také pro tvrdé pájení různých materiálů jako ocele, hliníku a hořčíku. Významné je použití výměnných datových bank, které kromě materiálů zohledňují i svařovací proces jako jsou orbitální, MIG, střídavý, hybridní a i různé druhy ochranného materiálu.

Spojování oceli s lehkými kovy tavným svařováním vede k vytváření křehkých intermetalických fází. Jako alternativa se ve výrobě karosérií nabízí tepelné tlakové pájení. Je vhodné pro druhově stejné i druhově různé spoje z vysokopevnostních hliníkových slitin, jako je např. AC120, nebo hořčíková slitina AZ31, či jako pozinkovaný ocelový plech ZnAl3. Přednapájení zinkem nebo slitinou ZnAl3 se provádí plazmovým nanášecím pájením nebo atmosférickým plazmovým nástřikem.

Byly popsány pokroky při použití nových pájek pro MIG-pájení, plazmové pájení a plazma-MIG-pájení. Pájkové dráty byly ze slitin CuAlSiMn2-3-1, CuSiMn3-7 a CuNiAl6-3. Jako mezní podmínky pro výzkum byly formulovány maximálně možná rychlost pájení, maximální překlenutelnost spáry a nepatrné narušení zinkové vrstvy na základním materiálu. Nejlepší pájecí výsledky s nejvyšší pevností spoje dávalo plazma-MIG-pájení.

Vysokoteplotní pájení

Středem pozornosti byly mechanické vlastnosti, smáčecí a stékací chování spolu s korozními vlastnostmi slitin nikl- hafnium-chrom na nerezavějící oceli a na superslitinách. Nejlepší smáčecí a stékací chování byla pro nerezavějící ocel a Inconel 600 nalezena při teplotách 1235 oC a tlaku 0,002 mbar. Nedocházelo k vytváření křehkých fází, protože pájky neobsahovaly ani bor, křemík a ani fosfor. Bylo konstatováno, že oxidační odpor pájených spojů je nižší než u Inconelu 600, ale vyšší než nerezavějící oceli s označením materiálu 1.4301.

Byla uveřejněny informace o výzkumu vysokoteplotního nanášení pájením vrstev odolných proti opotřebení, a to karbidem wolframu zpevněných slitin nikl-chrom-bor-křemík-(kobalt) na ocelové substráty ve vakuu. Dosažitelné pevnosti přídržnosti dosáhly hodnotami 100 až 140 MPa srovnatelně vysokých hodnot. Vzorky byly metalograficky vyšetřeny. Během ochlazování vzorků se vytvářela 6 µm tlustá pájecí zóna mezi povlakem a substrátem.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz